【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.04.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT1067

利用課題名 / Title

ニオブ酸リチウムLiNbO₃上のSiO₂ RIE加工検討

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

LiNbO3, ニオブ酸リチウム, LN, SiO2,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,光導波路/ Optical waveguide,MEMSデバイス/ MEMS device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

川島 由

所属名 / Affiliation

太陽誘電株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-858：電子顕微鏡
UT-861：走査型プローブ顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　我々のグループでは圧電単結晶を用いたデバイスの開発を行っており、LiNbO₃ (LN)ウエハ上のSiO₂除去の検討を行っている。その中でSiO₂の加工性とオーバーエッチング時のLNダメージの評価が必要である。フォトレジストまたはSiO₂を成膜したLNウエハをRIE(CF₄ガス)で加工し、LN表面のダメージとSiO₂の加工後の表面状態をAFMとSEM/EDSで評価した。その結果、LNへのCF₄プラズマによるダメージとウエハ表面の異物が確認された。異物からはFが検出され、CF₄とSiO₂の反応物のリデポであることが推察された。

実験 / Experimental

　フォトレジストTCIR-ZR8800 PB(東京応化工業製)でパターンを形成、 またはSiO₂ 50nmを成膜したLNウエハをRIE(NE-550(ID: UT-603), CF₄ガス)で加工し、LNのCF₄によるダメージとSiO₂除去後の表面状態を自社内のAFMとSEM/EDSで評価した。表1にRIE条件とSiO₂の加工レートを示す。

結果と考察 / Results and Discussion

　図1a) b)にレジストパターンを形成したLNをRIE後(SiO₂ 50 nm相当)にレジストを除去した状態でのAFM像と段差プロファイルを示す。左半分のレジストで保護した領域と比較して6.53 nmの段差が確認され、過剰なオーバーエッチングはLN表面にダメージを与えることが確認された。図1c) d)にSiO₂成膜後にRIEで除去したLN表面のAFM像と段差プロファイルを示す。表面に50 nm前後の異物が確認され、プロファイルから7 nm程度の高さを有していることが確認された。これらの結果から、RIE後ただちにLN上に電極などを作ることは難しく、除去工程が必要と判断した。
　図2にSEM/EDSでの分析結果を示す。SEMで観察された大きめの異物とEDSでのF検出時の明点が一致した。このことから確認された異物はSiO₂とCF₄での反応物がリデポとして残存したと推察される。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

表1 NE-550エッチング条件と加工レート

図1 RIE後のAFM分析結果(→はプロファイル箇所)　レジストパターン付きLN a)AFM像, b)段差プロファイル　SiO₂成膜 LN c)AFM像, d)段差プロファイル

図2 a) LN表面の異物のSEM観察像, b) EDS(F検出)

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件